Слайд 1Лекция 29
Смазочные материалы
Слайд 2Область применения: обеспечение преимущественно жидкого трения, при котором потери на
трение малы, а износ деталей практически отсутствует.
Смазочный материал – материал,
вводимый на поверхность трения для уменьшения силы трения и (или) интенсивности изнашивания.
Данные материалы должны обладать строго заданными свойствами, которые определяются величинами удельной и полной нагрузок в зоне трения; температурой в зоне контакта, кинематикой движения в зоне трения (качение, скольжение, смешанное). При этом должны учитываться природа материалов обоих деталей трения, характеристики волнистости и шероховатости поверхностей в зоне трения, свойства окружающей среды и др.
Основные показатели качества смазочных материалов:
вязкость и вязкостно-температурные свойства, стойкость к окислению и коррозионная стойкость, зольность, температуры – застывания, вспышки и воспламенения, коксуемость, плотность, цвет и др.
Вязкость жидкого смазочного материала – внутреннее трение, возникающее между его молекулами и слоями при их относительном перемещении под действием внешней силы.
Коксуемость масла – это способность масла под влиянием высоких температур разлагаться с образованием твердых осадков (кокса).
Слайд 3По агрегатному состоянию смазочные материалы могут быть:
жидкими,
пластичными,
твердыми,
газообразными.
Наибольшее распространение получили жидкие
смазочные материалы (масла) и пластичные смазочные материалы (смазки).
Слайд 4Смазочные масла
Основные функции масел:
1 – уменьшают трение, возникающее между сопряженными
деталями;
2 – снижают износ и предотвращают задиры трущихся поверхностей;
3 –
отводят тепло от трущихся поверхностей;
4 – защищают поверхности трущихся деталей и другие неизолированные части от коррозионного воздействия окружающей среды;
5 – уплотняют зазоры между сопряженными деталями;
6 – удаляют из зоны трения продукты износа, коррозии и прочие загрязнения.
По происхождению (способу получения) выделяют нефтяные, синтетические и растительные масла. В наибольших масштабах используют нефтяные масла (переработка нефти). Синтетические (получают на основе углеводородного сырья) чаще используют в смеси с нефтяными – это полусинтетические масла.
В состав масел часто входят:
специальные присадки, которые улучшают свойства (антиокислительные, вязкостные, противоизносные, противопенные);
твердые антифрикционные добавки (для повышения смазочной способности масел и их стабильности к окислению).
Слайд 5Основные свойства смазочных масел:
подвижность, индекс вязкости, стабильность к окислению,
испаряемость, воспламеняемость, приемистость к присадкам, смазочная способность, совместимость с нефтяными
основами, совместимость с уплотнительными материалами.
Индекс вязкости (ИВ) – степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры. Чем выше значение – тем лучше масло.
По назначению выделяют масла:
моторные, индустриальные, трансмиссионные, турбинные, компрессорные гидравлические, консервационные, для технологических операций и специального назначения.
По специфике эксплуатации различают:
рабочие, консервационные и консервационно-рабочие масла.
По условиям применения:
летние зимние, всесезонные, а также для применения в регионах с особыми условиями, например, в северных (арктических).
Слайд 6Пластичные смазки
Предназначены для снижения коэффициента трения, а также для защиты
поверхности от коррозии и для герметизации. Все пластичные смазки должны
отличаться высокой прилипаемостью к смазываемой поверхности.
Основным компонентом является минеральное или синтетическое масло различной вязкости. В качестве загустителя используются консистентные углеводороды, а также мыла различных металлов и жирных кислот.
Пластичные смазки не деформируются под действием силы тяжести, а под действием сдвигающих сил после преодоления предела текучести текут как жидкости. Восстановление пространственной структуры и связанные с этим реологические свойства называются тиксотропными свойствами.
Слайд 7Свойства пластичных смазок оценивают так же, как и свойства других
смазочных материалов. Дополнительно определяют: коэффициент тиксотропии, предел текучести, температуру каплепаденя.
Пластичные
смазки классифицируют:
по основному компоненту (маслу);
по виду загустителя;
по назначению (для подшипников качения, скольжения, для передач; уплотнительная смазка, смазка для газовых кранов, насосов и др.)
Наибольшее распространение получили кальциевые смазки (солидол), изготавливающиеся из натуральных животных и растительных жиров или жирных синтетических кислот. В качестве загустителя – гидроксид кальция в порошковом виде (сухогашеная известь) или в виде водной взвеси (известковое молоко). Солидол выпускается разной консистенции, что определяет вязкость масла и количество загустителя.
Слайд 8Твердые смазочные материалы
Во многих случаях в узлах трения могут применяться
только твердые смазочные материалы (например, при эксплуатации ниже температур застывания
масел и смазок или наоборот при высоких температурах, когда смазки разлагаются и испаряются; при недопустимости присутствия жидкости и т.д.)
Природные и искусственные твердые смазочные материалы можно разделить на две группы:
- неорганические: слоистые (графит, нитрид бора); неслоистые (хлориды, фториды и иодиды металлов, оксиды); мягкие металлы и сплавы (свинец, олово, кадмий);
органические: полимерные материалы (политетрафторэтилен, полиимиды).
Твердые смазочные материалы применяются в виде покрытий конструкционных материалов и антифрикционных наполнителей в композитах.
Слайд 9Основные требования к материалам:
низкое сопротивление срезу,
высокая адгезия материала покрытия
к подложке;
минимальная толщина слоя покрытия,
высокое сопротивление изнашиванию,
отсутствие
коррозионного воздействия на металлы,
высокая температурная стойкость.
Способы нанесения покрытий:
механические (натирание, галтовка);
со связующим веществом (окунание, нанесение кистью, распыление);
химико-термические и физические (плазменный, детонационный и др.).
Слайд 10Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ)
СОЖ – сложные многокомпонентные (8-10 составляющих) соединения продуктов
нефтехимического и химического производства.
Они обладают рядом свойств, обеспечивающих при
вводе их в зону резания повышение стойкости инструмента, улучшение качества обрабатываемой поверхности, уменьшение сил резания и способствующих удалению стружки.
В основе действия СОЖ на процесс резания лежат три эффекта: смазочный, охлаждающий и моющий.
В промышленности применяются два основных вида СОЖ :
масляные и водорастворимые.
Слайд 11Масляные СОЖ состоят из минерального масла (60-95%) и различных присадок:
антифрикционных, антизадирных, антипенных и антитуманных ингибиторов коррозии.
Масляные СОЖ обладают наиболее
высоким смазочным действием и применяются в основном при обработке быстрорежущим инструментом на низкой скорости резания и при необходимости снизить шероховатость обработанной поверхности.
Пример: сульфорезол, МР-1, ОСМ-3.
Водорастворимые СОЖ (эмульсолы) содержат 70-85% минерального масла и 30-15% эмульгаторов вместе с различными присадками. Из эмульсолов приготавливают водные эмульсии (до 10%). Водные охлаждающие эмульсии благодаря смазочному и высокому охлаждающему действию получили наиболее широкое применение. Пример: Э-1…3, ЭТ-2.